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Environmental design of low crested coastal defence structures (DELOS)

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Modelli fluidodinamici per strutture a cresta bassa

Il gruppo SDRG (Sediment Dynamics Research Group) dell'università di Southampton si è accinto a costruire sulla ricca storia degli scienziati europei nel campo della fluidodinamica. Il loro scopo era la corretta modellizzazione della miriade di force che agiscono sui frangiflutti.

Cambiamento climatico e Ambiente icon Cambiamento climatico e Ambiente

Nei secoli scorsi, cittadini inglesi (William Froude), francesi (Augustin Cauchy) e tedeschi (William Weber) hanno dato importanti contributi alla teoria della fluidodinamica. L'SDRG di Southampton si è sforzato di determinare quale teoria della fluidodinamica sia la più idonea per la modellizzazione delle LCS (Low Crested Structures), le strutture a cresta bassa. Le LCS sono frangiflutti costruiti dall'uomo per difendere la linea costiera dalle minacce d'erosione e d'inondazione. Agli scienziati di fluidodinamica, le LCS pongono sfide particolari. In primo luogo, tutte e tre le fasi materiali devono essere considerate contemporaneamente: gassosa (aria), liquida (acqua di mare) e solida (le LCS). Per cui in certe situazioni è vero il vincolo della compressibilità, mentre in altre no. Inoltre entrano in gioco un'ampia gamma di forze, la cui importanza dipende fortemente dalla scala dimensionale. Un'altra peculiarità da tenere in conto è la differenza di proprietà fisiche tra l'acqua dolce e l'acqua di mare. Infine la fauna marina che vive nelle LCS complica ulteriormente la fluidodinamica. Per cui il modello, e la teoria su cui è basato, deve essere flessibile per adattarsi a queste circostanze differenti. In effetti, l'SDRG di Southampton ha scoperto che nessuna teoria è universale e può essere applicata con successo in tutte le condizioni. Sono stati testati approcci di modello a varia scala, da Froude a Cauchy e Weber, e anche Reynolds. Complessivamente, è la teoria di Froude che ha dato i migliori risultati. Un altro importante risultato della ricerca è stata l'identificazione di un parametro per aiutare l'analisi degli eventi impulsivi. Per quanto riguarda le LCS, gli eventi impulsivi più comuni sono le onde che si infrangono su di esse. Il parametro è generato integrando il cambio di pressione diviso per la densità nel punto d'interesse. Prove in laboratorio hanno rivelato delle discrepanze tra i modelli e i dati raccolti sulle LCS sul terreno, indicando ancora una volta che i modelli non sono l'analogia perfetta del mondo reale. Per esempio, certi regimi di flusso che in laboratorio erano laminari, sul terreno sono diventati turbolenti. Malgrado queste limitazioni, la ricerca rappresenta una nuova e importante conoscenza conquistata nel campo di questa disciplina specializzata. È incorso la diffusione del rapporto che riassume questi risultati e mira ai potenziali utenti dell'informazione, come le autorità locali, le ditte di costruzione e i consulenti ambientali.

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